Новости

Люминесцентные материалы помогут создать новые нанолекарства

01 февраля 2019 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: УрФУ, нанолекарства, наночастицы, химия, биотехнологии

Создавать новые нанолекарства помогут люминесцентные материалы, уверены ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург). Исследования в данной области получили поддержку Российского фонда фундаментальных исследований, выделившего 3 млн рублей на три года. Часть работы описана в журнале Organic & Biomolecular Chemistry.

На сегодняшний день потребности медицины диктуют необходимость создания новейших флуоресцентных веществ. Такие вещества должны обладать высокой интенсивностью излучения, настраиваться по всему диапазону длин волн испускания и быть долговечными. Не менее важны доступность исходных реагентов, а также мягкие условия и простота синтетических процедур.

По словам профессора УрФУ Наталии Бельской, выполнение всех этих требований приводит к постоянному расширению исследований, связанных с поиском новых флуоресцирующих соединений, удовлетворяющих потребностям различных направлений их использования.

«Большинство фундаментальных исследований люминесцентных материалов проводится в растворах с незначительными межмолекулярными взаимодействиями, — говорит Наталия Бельская. — Однако в реальных условиях флуорофоры часто используются в агрегированных состояниях и контакты между молекулами играют существенную роль».

Примером могут быть гидрофобные люминофоры, используемые в качестве хемосенсоров. Однако биология, медицина и фармакология настоятельно требуют новых флуорофоров для водных сред. Одним из решений этой проблемы является поиск новых органических фотоактивных материалов, способных образовывать в водных средах тонкие суспензии. В этом случае их можно рассматривать как органические наночастицы. По сравнению с флуоресцентными неорганическими наночастицами (квантовыми точками) они обладают высокой биосовместимостью, являются биоразлагаемыми, для них можно достаточно легко осуществить настраивание оптических свойств с помощью моделирования структуры вещества. И что более всего важно — они обладают значительным повышением интенсивности флуоресценции в агрегированных средах и в твердом состоянии.

Проект, предложенный группой студентов, аспирантов и научных сотрудников под руководством Наталии Бельской, предлагает для создания новых органических наноструктур применение одного из явлений, обнаруженных совсем недавно, — повышения интенсивности излучения (AIE) при агрегации молекул флуорофора (AIE/AIEE-эффект).

Проект «Дизайн и синтез новых флуоресцентных органических наночастиц на основе AIE/AIEE эффекта и их использование в биологии, медицине и оптоэлектронике» основан на собственных разработках ученых для получения гетероциклических флуорофоров, на изучении их фотофизических свойств теоретическими (квантово-химическими расчетами) и экспериментальными (спектральными) методами, а также исследовании их поведения в биологических средах.

«Гетероциклические флуорофоры, которые мы планируем использовать для конструирования наночастиц, отличаются небольшим размером и являются в большинстве своем малотоксичными, биогенными веществами, — отмечает Наталия Бельская. — Это выгодно отличает их от тех, что использовали ранее или используют в настоящее время в других научных лабораториях. Более того, они способны к образованию слабых взаимодействий с другими биомолекулами, обеспечивающими транспорт и проникновение через клеточную мембрану, и сами могут проявлять терапевтический эффект, расширяя область применения полученных АIE/AIEE-флуорофоров. Например, в качестве нанолекарства».

Планируемая работа будет связана с использованием различных синтетических приемов и спектральных исследований, хорошо освоенных в группе.

Помимо производства лекарств, результаты исследований могут быть также востребованы для диагностики и лечения заболеваний. В частности, в онкологии для диагностики опухолей, обнаружения бактерий и вирусов, определения скорости кровотока, адресной доставки лекарственных препаратов. Перспективно применение таких технологий в электронике: к примеру, при создании OLED-приборов (мониторы, дисплеи, осветители), где используются органические светодиоды.

Визуализация клеток линии HeLa, инкубированных с красителем Hoechst 33258 и синтезированным флуорофором (1.0 µM, 0.5 h at 37 °C) с помощью конфокальной микроскопии

Визуализация клеток линии HeLa, инкубированных с красителем Hoechst 33258 и синтезированным флуорофором (1.0 µM, 0.5 h at 37 °C) с помощью конфокальной микроскопии

Источник:

  • Пресс-служба Уральского федерального университета

Ссылка:

Карточка организации:

Регион:

Добавить комментарий

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5